找礦，從地表到空中！直擊四川“空地一體化”地質(zhì)勘查

科考點(diǎn)位：

甘孜州丹巴縣石鍋棚子—竹子溝

科考任務(wù)：

航空物探“攻深找盲”，探尋隱伏礦體

11月15日中午1點(diǎn)過，天氣晴朗、無(wú)風(fēng)無(wú)云，距四川省甘孜藏族自治州丹巴縣城10公里處，一架直升機(jī)帶著“大尾巴”從停機(jī)坪起飛，朝著遠(yuǎn)處連綿起伏的深山緩緩飛去。

看著直升機(jī)飛遠(yuǎn)，消失在視野盡頭，四川省第三地質(zhì)大隊(duì)地調(diào)所總工程師范勇剛低頭攤開地圖告訴記者，此次飛行區(qū)域是常年奔波于山川之間的地質(zhì)隊(duì)員也難以深入勘查的地方。

從前進(jìn)入山林找礦，多靠地質(zhì)隊(duì)員在地表翻山越嶺、辛勤跋涉。而這次找礦，“上天入地”。對(duì)于干了十余年地質(zhì)工作的范勇剛，是一次探索；在四川找礦歷史上，是一次突破，這是四川政府性投資地質(zhì)勘查項(xiàng)目中首次開展“空地一體化”地質(zhì)勘查。

鳥瞰項(xiàng)目勘查區(qū)域。

空地一體化，解答“攻深找盲”難題

11月的丹巴山林深處，晝夜溫差有20多攝氏度。早上8點(diǎn)半，裹著棉服，地質(zhì)隊(duì)員秦躍和同伴來(lái)到海拔3000米的作業(yè)區(qū)，按照工作計(jì)劃，給從鉆井提取上來(lái)的巖芯編號(hào)，如冰柱般的巖芯，記錄著地層信息，是尋找鎳礦的密碼。

地質(zhì)隊(duì)員工作者在地質(zhì)巖芯編號(hào)。

鎳是一種重要的有色金屬原料，有磁性，有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，廣泛用于各領(lǐng)域，包括生活中常見的不銹鋼、電池、電子電路、化肥、顏料等，都離不開鎳的參與。

丹巴是四川主要的鎳礦產(chǎn)區(qū)之一，這種銀白色的金屬，仿若明珠隱匿于山間。早在幾十年前，丹巴就曾發(fā)現(xiàn)楊柳坪鉑鎳礦床。如今，圍繞新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)，丹巴石鍋棚子—竹子溝鎳多金屬礦普查項(xiàng)目啟動(dòng)。

含鎳礦石。

選擇有效的勘查方法是實(shí)現(xiàn)找礦突破的重要環(huán)節(jié)。項(xiàng)目一方面著眼就礦找礦，在原礦區(qū)的外圍，運(yùn)用老辦法，布設(shè)鉆孔勘探，依循既有礦探尋新礦源；另一方面“攻深找盲”，創(chuàng)新找礦理論與技術(shù)手段，探尋隱伏礦體。

難點(diǎn)在“攻深找盲”，受地形條件等因素影響，該區(qū)域鎳多金屬礦勘查程度不高。跟隨地質(zhì)隊(duì)員李美俄的步伐，記者來(lái)到項(xiàng)目區(qū)，山勢(shì)陡峭，峽谷深切，雪山抬頭可望，植被覆蓋很密。“項(xiàng)目區(qū)范圍大、海拔高、深切割，上下高差千余米，多處懸崖絕壁，部分勘查區(qū)域常年積雪覆蓋，人力很難抵達(dá)。如果按傳統(tǒng)方法，人工野外現(xiàn)場(chǎng)勘查，效率低，危險(xiǎn)系數(shù)也會(huì)比較高。”李美俄說(shuō)。

既然地表物探難度大，何不到空中勘查？項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向廣闊的天空，探索引入直升機(jī)TEM（時(shí)間域電磁探測(cè)方法）、航空磁法等航空物探方法。

“航空物探具有快速高效、適應(yīng)地形能力強(qiáng)、探測(cè)深度大、對(duì)自然環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，適合在復(fù)雜地形條件下，尋找具有磁性、電性等顯著差異的礦。”范勇剛說(shuō)。

航空物探已有頗多應(yīng)用，《2023年中國(guó)自然資源公報(bào)》顯示，2023年完成航空物探1.7萬(wàn)測(cè)線千米。不過，在川西等高海拔、深切割區(qū)域，環(huán)境復(fù)雜，對(duì)直升機(jī)性能、飛行技術(shù)要求很高，這項(xiàng)方法鮮少應(yīng)用。

經(jīng)四川省自然資源廳、四川省國(guó)土科學(xué)技術(shù)研究院論證，四川省第三地質(zhì)大隊(duì)承擔(dān)的丹巴石鍋棚子-竹子溝鎳多金屬礦普查項(xiàng)目探索采用直升機(jī)TEM測(cè)量、航空磁法測(cè)量結(jié)合音頻大地電磁測(cè)深測(cè)量的“空地一體化”地質(zhì)勘查綜合模式，這也是四川首次在省政府性投資地質(zhì)勘查項(xiàng)目應(yīng)用這種技術(shù)方法。

今年夏天，就礦找礦野外勘探、“攻深找盲”航空物探前期工作一同鋪開。

用于航空物探的直升機(jī)。

空中的眼睛，“透視”地下礦藏

空中找礦，怎么找？

約46億歲的地球有個(gè)大磁場(chǎng)，不同種類的巖石，磁性各不相同，在礦產(chǎn)資源富集的區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生特殊的磁場(chǎng)信號(hào)。而空中找礦，就是借助一系列高科技設(shè)備，敏銳讀取細(xì)微的磁力差異，以此為線索探尋礦藏資源。

首次開展航空物探，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)請(qǐng)來(lái)了專家外援，帶來(lái)精密的地質(zhì)勘探設(shè)備。

在停機(jī)坪，記者看到直升機(jī)下面吊裝的設(shè)備：一個(gè)直徑達(dá)18米、重400多公斤的“大圓環(huán)”、一個(gè)大號(hào)的“飛鏢”，它們是為山體做“CT”的掃描儀。“‘大圓環(huán)’是航空TEM測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射線圈，圓心處是接收線圈，‘飛鏢’是航磁探測(cè)系統(tǒng)。”航空物探專家張永軍說(shuō)。

隨著螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，這架吊著“大尾巴”的直升機(jī)緩緩起飛，飛向蔚藍(lán)天空。從空中俯瞰，高山大地盡收眼底，如同空中的眼睛，“透視”地下礦藏情況，“看清”山體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、礦產(chǎn)資源分布等關(guān)鍵信息。

裝備了地質(zhì)勘探設(shè)備的直升機(jī)，正在進(jìn)行航空物探。

空中的眼睛，又是如何“透視”地下“蛛絲馬跡”？“原理類似雷達(dá)，直升機(jī)懸吊的‘大圓環(huán)’向地面發(fā)射脈沖電磁波，在地下形成渦旋電流，進(jìn)而產(chǎn)生二次感應(yīng)電磁場(chǎng)。如果地下存在鎳等金屬礦產(chǎn)，會(huì)產(chǎn)生電磁異常，被圓環(huán)中央的接收線圈接收；通過反演解釋后，再對(duì)重要異常區(qū)域進(jìn)行地面查證，最終探明埋藏于地表下的礦產(chǎn)。”張永軍介紹。

而直升機(jī)懸吊的“飛鏢”用來(lái)測(cè)磁場(chǎng)。“鎳礦等磁性較強(qiáng)，而沉積巖等磁性較弱，‘飛鏢’就是用這種物理屬性來(lái)進(jìn)行礦產(chǎn)勘查。”張永軍說(shuō)。

與民航飛機(jī)不同，為了更好地“看清”地下結(jié)構(gòu)，在保障安全的前提下，飛機(jī)要根據(jù)地形地貌特征，在指定區(qū)域進(jìn)行超低空飛行，距離探測(cè)目標(biāo)越近，可探測(cè)到的地下空間范圍就越大，得到的數(shù)據(jù)分辨率就越高。

“我們此次飛行高度在150米左右，也就是說(shuō)‘大圓環(huán)’離地僅100米左右。不僅如此，整個(gè)飛行作業(yè)片區(qū)，海拔最高4200米，最低小于3000米，高差超過1000米，平均飛行速度不超過每小時(shí)80公里，十分考驗(yàn)飛行技術(shù)。”張永軍說(shuō)。

地質(zhì)隊(duì)員正在調(diào)試設(shè)備，為直升機(jī)起飛做準(zhǔn)備。

解釋數(shù)據(jù)，從花花綠綠數(shù)據(jù)提取“寶藏”

進(jìn)山1個(gè)月，航飛工作還在繼續(xù)，團(tuán)隊(duì)成員膚色已比剛來(lái)時(shí)黑了幾度。不過，比高原陽(yáng)光更熾烈的，是高原呼嘯的風(fēng)。

大多數(shù)時(shí)候，航飛團(tuán)隊(duì)都在等待，等風(fēng)停。

“我們專門避開了雨水多、氣流大的夏季，選擇溫度和氣壓稍微穩(wěn)定的10月、11月進(jìn)行飛行作業(yè)，但是高原地區(qū)的風(fēng)向、風(fēng)速變化很大，需要耐心等待飛行‘窗口’，有時(shí)候可能一連好幾天都不能飛行。”張永軍說(shuō)。

如果天氣好，近400公里的物探區(qū)域，幾天就能完成數(shù)據(jù)采集。但因?yàn)椴淮_定的天氣，航空物探工作時(shí)長(zhǎng)拉長(zhǎng)到1個(gè)多月。即使這樣，相較于傳統(tǒng)方法，航空物探也成倍提高效率，節(jié)省時(shí)間。

航飛收集數(shù)據(jù)只是開始，后續(xù)解釋數(shù)據(jù)才是重中之重，測(cè)得磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)等探測(cè)數(shù)據(jù)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)便將馬不停蹄地投入更為緊張忙碌的解釋中，在隨后一個(gè)多月時(shí)間里，他們要化身“偵探”，從花花綠綠、密密麻麻的數(shù)據(jù)中提取出有用異常數(shù)據(jù)。

“與周邊地質(zhì)環(huán)境相比出現(xiàn)異常，就意味著這里極大可能隱匿著‘寶藏’。我們會(huì)對(duì)異常區(qū)域進(jìn)行研究，通過鉆探、采樣等地面勘查手段進(jìn)行驗(yàn)證。”范勇剛說(shuō)，“空地一體化”　找礦將航空物探與地面勘查緊密結(jié)合，兩種方法相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證。

地質(zhì)隊(duì)員正在用放大鏡觀察巖石細(xì)節(jié)。

當(dāng)前，新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)持續(xù)推進(jìn)，隨著找礦方向逐步向深部、覆蓋區(qū)、高海拔、深切割等地區(qū)拓展，找礦難度增大，更加需要突出科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用。

四川省國(guó)土科學(xué)技術(shù)研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這種模式聚焦川西高原高寒深切割偏遠(yuǎn)地區(qū)找礦關(guān)鍵技術(shù)問題，較傳統(tǒng)物探技術(shù)手段，效率得到大幅度提升，為新一輪找礦突破提供了新方法新技術(shù)新思路。下一步將進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，會(huì)同四川省第三地質(zhì)大隊(duì)，加快完成各項(xiàng)物探解譯工作，預(yù)測(cè)找礦有利區(qū)，為后續(xù)鉆孔驗(yàn)證提供依據(jù)。